Rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleace

klíčový rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleace je to k homogenní nukleace dochází mimo povrch systému, zatímco k heterogenní nukleace dochází na povrchu systému.

Nukleace je počátečním krokem procesu vytváření nové termodynamické fáze nebo nové struktury prostřednictvím samoorganizace. Existují dva typy; jsou to homogenní nukleace a heterogenní nukleace. Liší se od sebe podle místa, kde se tvoří jádro. Místo nukleace je rozhraní kapalina-pára, ve kterém se tvoří jádro. Částice suspenze, bubliny nebo povrch systému tedy mohou působit jako místo nukleace. Heterogenní nukleace se vyskytuje v nukleačních místech, zatímco homogenní nukleace probíhá mimo nukleační místo.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je homogenní nukleace
3. Co je heterogenní nukleace
4. Porovnání bok po boku - homogenní vs. heterogenní nukleace v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je homogenní nukleace?

Homogenní nukleace je proces nukleace, který probíhá mimo povrch systému (ve kterém dochází k nukleace). Je to pomalejší proces než nukleace heterogenního typu. Proto je to méně běžné.

Obvykle nukleace exponenciálně zpomaluje s volnou energetickou bariérou. Tato energetická bariéra dále vychází z penalizace volné energie za vytvoření povrchu rostoucího jádra. Navíc v homogenní nukleace, protože se tento proces odehrává mimo povrch, se jádro podobá kouli, která má 4Πr² plocha povrchu. A růst jádra nastává kolem koule.

Co je heterogenní nukleace?

Heterogenní nukleace je proces nukleace, který probíhá na povrchu systému (ve kterém dochází k nukleace). Je rychlejší než homogenní typ nukleace. Dále k tomuto typu nukleace dochází na nukleačních místech; rozhraní mezi kapalinou a parou. Pozastavené částice, bubliny, povrch systému může působit jako místo nukleace. Na rozdíl od homogenních typů nukleace se tento typ vyskytuje snadno.

Obrázek 01: Rozdíly v povrchové ploše na povrchu a od povrchu.

Při heterogenní nukleace, protože se vyskytuje na povrchu, je bariéra volné energie pro nukleace nízká. Je to proto, že na povrchu (rozhraní) je povrchová plocha jádra, která je v kontaktu s obklopující tekutinou, menší (menší než plocha koule v homogenní nukleace). Tím se snižuje bariéra volné energie, a tak se proces nukleace exponenciálně urychluje.

Jaký je rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleace?

Homogenní nukleace je proces nukleace, který probíhá mimo povrch systému. Nezahrnuje žádné místo nukleace a je také pomalé. Tato forma je proto méně běžná. Povrchová plocha, která přispívá k růstu jádra, má navíc vysokou homogenní nukleaci. Heterogenní nukleace je naproti tomu proces nukleace, který probíhá na povrchu systému. Zahrnuje nukleační weby a je také rychlý. Jedná se tedy o nejběžnější formu nukleace. Kromě toho je povrchová plocha, která přispívá k růstu jádra, nízká heterogenní nukleace. Následující infographic představuje rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleace v tabulkové formě.

Shrnutí - Homogenní vs. heterogenní nukleace

Homogenní a heterogenní nukleace jsou dvě hlavní formy nukleace. Rozdíl mezi homogenní a heterogenní nukleace spočívá v tom, že k homogenní nukleace dochází mimo povrch systému, zatímco k heterogenní nukleace dochází na povrchu systému.

Odkaz:

1. „Nukleace“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. července 2018. K dispozici zde  
2. Wedekind, leden „Reguera Research Group.“ Úvod do nukleace. K dispozici zde 

Obrázek se svolením:

1. „Povrchové napětí“ od MesserWoland - vlastní dílo vytvořené v Inkscape (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia